摘要：通过构筑金属异构材料以实现强韧均衡的材料设计和制造方法,已成为机械工程和材料科学等领域的前沿方向与研究热点。近年来,对异构金属材料内部多种强韧化机制的理解已逐渐深入,而建立强韧化增益效果与微观结构特征参量的定量关联,进而指导强韧化工艺研发,对异构金属材料的设计理论、制造成形及性能表征具有重要意义。本文主要综述了近年来异构金属材料的微观结构调控理论基础与常用制造工艺的进展。首先按照微观调控手段对异构金属材料进行分类,随后综述了异构金属材料微观结构调控的若干理论基础,最后以“自上而下”和“自下而上”对强韧化工艺进行分类,介绍了常见的异构金属材料制备工艺方法。在此基础上,对异构金属材料设计与制造面临的挑战和发展方向进行了讨论与展望。

摘要：简要介绍了现代高温装置的发展现状,认为高温装置的安全保障是后工业文明时代无法回避的问题.为了实现重大高温装备的设计制造和安全运行,高温下材料的寿命预测与结构失效评价是其中关键.针对基于Arrhenius方程的寿命外推方法存在的问题,提出要致力研究高温材料蠕变老化过程的物理化学动力学机理;针对实际结构引入的复杂应力状态,提出应构建拘束下的高温断裂理论;针对复杂载荷和环境的影响,应建立多损伤机制下的材料结构-体化的统一失效评价方法.

摘要：在航空航天、石油化工与能源动力等诸多领域,关键机械装备的长寿命高可靠运行需求与其严苛服役环境之间的矛盾日益凸显。一方面,基于单一损伤或失效模式的寿命设计方法无法涵盖多损伤交互模式和多尺度的损伤特性;另一方面,经典连续损伤理论无法很好地满足工程设计的需求。为了提高损伤理论的工程适用性和泛用性,工程损伤理论立足于机械装备的本质安全保障,在揭示材料性能退化和载荷变化等基础上,建立累积损伤-损伤阈值干涉准则以实现精准的寿命设计;评估机械装备服役过程中的损伤状态和剩余寿命,以支撑机械装备服役阶段的运维决策与管理。介绍工程损伤理论的科学内涵、梳理过去的发展历程并展望了未来的关键挑战。对应工程损伤理论的三个核心原则,重点回顾力学性能退化的损伤测试技术、考虑多机制交互的损伤评定方法以及面向工程对象的应用载体等方面的研究进展。在大数据的时代背景下,进一步研判了工程损伤理论在寿命管理发展方向上的机遇与挑战,以期实现数据驱动和物理损伤的深度融合,突破关键工程机械装备“损伤理论-信息科学-寿命设计-健康管理”的技术闭环瓶颈难题。

摘要：在管道LBB设计和评定中,J积分和裂纹扩展稳定性的计算过程复杂,为提高计算精度和效率,需采用改进的计算方法,并实现程序软件的计算。本文基于增强参考应力法(ERS法)的J积分计算和J积分稳定性评定图法,开发LBB裂纹扩展稳定性计算程序,此程序可计算含环向穿透裂纹管道的LBB失稳载荷和临界裂纹长度。所开发的程序实现了单纯拉伸载荷、弯曲载荷及拉弯复合非比例加载下的裂纹扩展稳定性计算,并提供了两种材料真应力-真应变关系参数的输入计算方法,拓宽了现有计算方法的局限性。通过有限元计算结果和文献中管线试验结果与程序计算结果的对比分析,验证了计算程序的准确性。

摘要：涂层断裂分析对研究涂层的失效机制、优化制备工艺、指导涂层设计具有重要作用.通过对等离子喷涂硅灰石涂层在电镜下进行加载,原位观察其裂纹扩展路径.并通过对涂层断裂韧性及表面和断面形貌的分析,探讨涂层粒度对涂层裂纹扩展的影响.结果表明,裂纹的扩展方向主要受外加应力方向的影响,涂层中原有孔隙,包括大气孔、层内裂纹和层间未结合对开裂过程具有一定的引导作用.随粉末粒度降低,涂层的断裂路径更加曲折,断裂韧度增加.

摘要：本文数值模拟研究一种低比转速离心泵半开式叶轮内的三维流场,比较了不同流量时叶轮内部的流场情况。结果表明,在低流量时叶轮内较大区域中存在二次流和回流,同时由于叶轮顶端间隙处泄漏流的存在,流体在周向滑移严重,出口流动角度减小。当流量增大时,叶道中二次流及回流情况有所好转。随着流量的进一步增大至超过设计流量点时,在叶片压力侧前端可以看到分离泡,不利于叶片作功。文中详细研究了沿流道不同垂直截面内相对速度的分布和发展过程。

摘要：随着能源短缺问题的不断突出,高参数(高温、高压等)装备的研发成为工业节能降耗的重要手段,如超超临界汽轮机、航空发动机等高端装备。工程实际中,高参数装备的失效多源于缺口等局部不连续部位,其在蠕变-疲劳等复杂载荷下的强度分析和设计是当前研究的热点与难点。系统回顾了蠕变-疲劳载荷下含缺口构件的试验、本构模型、寿命预测、数值分析及考核准则方面的研究进展,主要包括:蠕变-疲劳载荷下的新本构关系及应用;高温强度和寿命分析的新模型及新方法;简化模型试验方法及蠕变-疲劳强度考核准则。总结这一领域的热点和研究展望,可为高参数装备在蠕变-疲劳等复杂载荷下的强度分析与设计提供一定技术支持与借鉴。

摘要：由于内部流场信息缺乏,结构参数对流体流动的影响规律不明确,致使缠绕管式换热器壳程强化传热机理不明晰,阻碍其设计准则的进一步规范化和通用。针对上述问题,对缠绕管式换热器壳程流体流动进行几何建模及数值模拟,并通过文献中实验数据进行验证,进而基于该模型对壳程流体流场特性进行详细分析,分析关键结构参数对其壳程传热与阻力性能的影响,并探讨其强化传热机理。结果表明:Realizable k-ε湍流模型可较为准确地描述壳程流体流动;在双对数坐标系内,壳程Nusselt数随Reynolds数的增大而增大,阻力系数f则呈线性降低的趋势;壳程Nusselt数随缠绕管直径d与平均缠绕直径D的增大而增大,随螺距S的增大而减小,阻力系数f则相反;缠绕管直径d对壳程流体传热与阻力性能的影响最大,平均缠绕直径D的影响最小;增大缠绕管直径d与平均缠绕直径D有利于破坏流体速度边界层,增强流体扰动,加快温升速度,强化壳程传热,而增大螺距S则使速度边界层变厚,减小流动阻力的同时降低温升速度,不利于壳程强化传热。

摘要：通过理论计算及HFSS仿真设计了微带谐振器,并通过比对三维约束结构存在的HFSS仿真结构验证了三维结构的可行性。实测制备的微带谐振器空载谐振频率为2.5GHz,回波损耗系数(S11)为-17.94dB。该微带谐振器成功实现了三维约束微尺度下,工作频率为2.5GHz,工作压强范围为30Pa至大气压、功率范围为0.7~6W时的微等离子体放电。通过光谱仪检测压强为7.5×10~4 Pa下的Hβ谱线,应用斯塔克展宽求得此压强下平均电子密度为5.54×101 3 cm^(-3),该值符合微等离子体源的电子密度值。

摘要：基于计算流体力学数值模拟技术,对一个低比转速离心泵叶轮内部流场流动情况进行分析研究。分别采用4种湍流模型:标准k-ε模型、RNGk-ε模型、Realizable k-ε模型和雷诺应力模型(RSM)及SIMPLE算法,对不同湍流模型及不同工况下的扬程预测曲线,比较计算时间的差别,在此基础上,比较不同模型在设计工况下的流场,并与实验结果进行了对比分析。